JP2007090856A - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置及び液体噴射ヘッドの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】環境変化等に拘わらず固定板３００とノズルプレート２０８との接触が確実に行え、静電気除去の信頼性を高めることができる液体噴射ヘッドとする。
【解決手段】ノズル２０７が複数形成されたノズルプレート２０８を備えた複数の記録ヘッド本体２００と、接着剤３５０を介してノズルプレート２０８に接着されて複数の記録ヘッド本体２００を接着固定する固定板３００と、ノズル２０７に対応する領域における固定板３００に形成される露出開口部３０１と、露出開口部３０１の縁部のノズルプレート２０８側に形成されノズルプレート２０８側に突出する突出部３１１とを備え、接着剤３５０を介して固定板３００がノズルプレート２０８に接合された時にノズルプレート２０８に突出部３１１を食い込ませる。
【選択図】図６
【解決手段】ノズル２０７が複数形成されたノズルプレート２０８を備えた複数の記録ヘッド本体２００と、接着剤３５０を介してノズルプレート２０８に接着されて複数の記録ヘッド本体２００を接着固定する固定板３００と、ノズル２０７に対応する領域における固定板３００に形成される露出開口部３０１と、露出開口部３０１の縁部のノズルプレート２０８側に形成されノズルプレート２０８側に突出する突出部３１１とを備え、接着剤３５０を介して固定板３００がノズルプレート２０８に接合された時にノズルプレート２０８に突出部３１１を食い込ませる。
【選択図】図６
Description
本発明は、ノズルプレートに穿設されたノズルから液滴を吐出する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に、ノズルと連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板上に設けられた圧電素子の変位によりノズルからインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。
また、本発明は、ノズルプレートに穿設されたノズルから液滴を吐出する液体噴射ヘッドの製造方法、特に、ノズルと連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板上に設けられた圧電素子の変位によりノズルからインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドの製造方法に関する。
従来から、圧電素子、あるいは発熱素子等によって液体に圧力を付与することで、ノズルから液滴を吐出する液体噴射ヘッドが知られており、その代表例としては、インク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドが挙げられる。また、このようなインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、インクに圧力を付与するための圧力変換素子等を有するインク室本体上に、インク滴が吐出されるノズルを有するノズルプレートが接合され、このノズルプレート上に、例えば、接着剤を介して接合部材である保護プレートまたはノズルカバーが接合された構造がある（例えば、特許文献１参照）。
このようなインクジェット式記録ヘッドでは、記録紙などの記録媒体や外部からの静電気によってインクジェット式記録ヘッドを構成する金属部品が帯電し、インクに圧力を付与するための圧力変換素子等や、この圧力変換素子等を駆動するためのドライバＩＣ等が破壊されてしまう虞がある。ノズルプレートが金属材料等で形成されている場合は、特にこのような問題が生じやすい。例えば、特許文献１に記載のインクジェット式記録ヘッドでは、接着剤を介してノズルプレートに接合された保護プレートまたはノズルカバーを、接着部とは別の接触部でノズルプレートに接触させて保護プレートまたはノズルカバーとグランドラインとの導通を取り、ノズルプレートの帯電を抑えている。
従来のインクジェット式記録ヘッドでは、接着剤を介して接合部材である保護プレートまたはノズルカバーを接合しているので、接着剤が染み出したりはみ出したりした場合、保護プレートまたはノズルカバーとノズルプレートとの接触部に接着剤が回り込み、絶縁してしまい帯電を抑えることができなくなる虞があった。フィルム接着剤を用いて染み出しやはみ出しを防止することが考えられるが、フィルム接着位置制御の難易度が高くコストも嵩んでしまう。また、ビーズ等のスペーサを混練した接着剤を用いて染み出しやはみ出しを防止することも考えられるが、スペーサが分散・沈降しないように接着剤の品質管理を十分に行う必要があり、管理が困難でコストが嵩んでしまう。
一方、ノズルプレートに絶縁性の撥水処理が施されている場合、導通部を形成するために撥水膜を部分的に除去する必要があり、加工工数が多くなっていた。また、保護プレートまたはノズルカバーは接触によりノズルプレートに導通しているので、温度変化等の環境変化により接触部に隙間ができる虞があり、除電が確実に行えずに信頼性に問題があった。更に、保護プレートまたはノズルカバーとノズルプレートとの間には、接着面と接触面が必要になり、ヘッド全体が大型化する問題があった。
尚、このような問題は、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外を吐出する他の液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、環境変化等に拘わらず接続部材とノズルプレートとの接触が確実に行え、静電気除去の信頼性を高めることができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。
また、本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、環境変化等に拘わらず接続部材とノズルプレートとの接触が確実に行え、静電気除去の信頼性を高めることができる液体噴射ヘッドを製造することができる液体噴射ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明の第１の態様は、ノズルが複数形成されたノズルプレートを備えた複数のヘッド本体と、接着剤を介してノズルプレートに接着されて複数のヘッド本体を接着固定する接合部材と、ノズルに対応する領域における接合部材に形成される開口と、開口の縁部のノズルプレート側に形成されノズルプレート側に突出する突出部とを備え、接着剤を介して接合部材がノズルプレートに接合された時にノズルプレートに突出部が食い込まれることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
第１の態様では、ノズルプレートに突出部が食い込まれるので、接合部材とノズルプレートとの接触が確実になり、環境変化に拘わらず静電気除去の信頼性を向上させることができる。また、突出部により接合部材とノズルプレートとの間にスペースが確保されるため、接着剤のはみ出しや染み出しを抑制することができる。また、フィルム接着剤やビーズ等のスペーサを混練した接着剤が不要になるので、作業の簡素化及びコスト低減を図ることが可能になる。また、接合部材とノズルプレートとの接触面が不要になるため、ノズルプレートの面積に応じてヘッド本体を形成することが可能になり、ヘッドの小型化を図ることができる。
第１の態様では、ノズルプレートに突出部が食い込まれるので、接合部材とノズルプレートとの接触が確実になり、環境変化に拘わらず静電気除去の信頼性を向上させることができる。また、突出部により接合部材とノズルプレートとの間にスペースが確保されるため、接着剤のはみ出しや染み出しを抑制することができる。また、フィルム接着剤やビーズ等のスペーサを混練した接着剤が不要になるので、作業の簡素化及びコスト低減を図ることが可能になる。また、接合部材とノズルプレートとの接触面が不要になるため、ノズルプレートの面積に応じてヘッド本体を形成することが可能になり、ヘッドの小型化を図ることができる。
本発明の第２の態様は、第１の態様の液体噴射ヘッドにおいて、突出部は開口を形成する際の余肉部で形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
第２の態様では、プレス加工などを用いて開口の形成操作により突出部を形成することができる。
第２の態様では、プレス加工などを用いて開口の形成操作により突出部を形成することができる。
本発明の第３の態様は、第１または第２の態様の液体噴射ヘッドにおいて、開口の縁部を面押しすることで突出部をノズルプレートに食い込ませることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
第３の態様では、突出部を広範囲に亘り確実にノズルプレートに食い込ませることが可能になり、面押し部により接続部材側の紙等の引っ掛かりをなくすことができる。
第３の態様では、突出部を広範囲に亘り確実にノズルプレートに食い込ませることが可能になり、面押し部により接続部材側の紙等の引っ掛かりをなくすことができる。
本発明の第４の態様は、第１〜第３のいずれかの態様の液体噴射ヘッドにおいて、ノズルプレート及び接合部材は導電性部材で形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
第４の態様では、静電気の除去を容易にすることができる。
第４の態様では、静電気の除去を容易にすることができる。
本発明の第５の態様は、第４の態様の液体噴射ヘッドにおいて、ノズルプレートの液滴吐出面側には絶縁性の撥水膜が形成され、突出部のノズルプレートへの食い込み量は撥水膜の厚さを超えるものであることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
第５の態様では、撥水膜が形成されていても突出部が撥水膜を突き抜けてノズルプレートに食い込むので、静電気除去を確実に行うことができる。
第５の態様では、撥水膜が形成されていても突出部が撥水膜を突き抜けてノズルプレートに食い込むので、静電気除去を確実に行うことができる。
本発明の第６の態様は、第１〜第５のいずれかの態様の液体噴射ヘッドにおいて、接合部材は複数のヘッド本体を覆うカバーヘッドであることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
第６の態様では、カバーヘッドを用いて静電気除去を確実に行うことができる。
第６の態様では、カバーヘッドを用いて静電気除去を確実に行うことができる。
本発明の第７の態様は、第１〜第５のいずれかの態様の液体噴射ヘッドにおいて、接合部材は複数のヘッド本体を互いに位置決めする固定板であることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
第７の態様では、固定板を用いて静電気除去を確実に行うことができる。
第７の態様では、固定板を用いて静電気除去を確実に行うことができる。
上記目的を達成するための本発明の第８の態様は、ノズルが複数形成されたノズルプレートを備えた複数のヘッド本体と、接着剤を介してノズルプレートに接着されて複数のヘッド本体を接着固定する接合部材と、ノズルに対応する領域における接合部材に形成される開口と、開口の縁部のノズルプレート側に形成されノズルプレート側に突出する突出部とを備え、ノズルプレート及び接合部材は導電性部材で形成されると共に、ノズルプレートの液滴吐出面側には絶縁性の撥水膜が形成され、突出部との対向部位におけるノズルプレートの部位は撥水膜非形成部とされ、接着剤を介して接合部材がノズルプレートに接合された時に突出部がノズルプレートの撥水膜非形成部に当接することを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
第８の態様では、ノズルプレートの撥水膜非形成部に突出部が接触するので、接合部材とノズルプレートとの導通を取った接触が確実になり、環境変化に拘わらず静電気除去の信頼性を向上させることができる。また、突出部により接合部材とノズルプレートとの間にスペースが確保されるため、接着剤のはみ出しや染み出しを抑制することができる。また、フィルム接着剤やビーズ等のスペーサを混練した接着剤が不要になるので、作業の簡素化及びコスト低減を図ることが可能になる。また、接合部材とノズルプレートとの接触面が不要になるため、ノズルプレートの面積に応じてヘッド本体を形成することが可能になり、ヘッドの小型化を図ることができる。
第８の態様では、ノズルプレートの撥水膜非形成部に突出部が接触するので、接合部材とノズルプレートとの導通を取った接触が確実になり、環境変化に拘わらず静電気除去の信頼性を向上させることができる。また、突出部により接合部材とノズルプレートとの間にスペースが確保されるため、接着剤のはみ出しや染み出しを抑制することができる。また、フィルム接着剤やビーズ等のスペーサを混練した接着剤が不要になるので、作業の簡素化及びコスト低減を図ることが可能になる。また、接合部材とノズルプレートとの接触面が不要になるため、ノズルプレートの面積に応じてヘッド本体を形成することが可能になり、ヘッドの小型化を図ることができる。
本発明の第９の態様は、第８の態様の液体噴射ヘッドにおいて、突出部は開口を形成する際の余肉部で形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
第９の態様では、プレス加工などを用いて開口の形成操作により突出部を形成することができる。
第９の態様では、プレス加工などを用いて開口の形成操作により突出部を形成することができる。
本発明の第１０の態様は、第８または第９の態様の液体噴射ヘッドにおいて、接合部材は、複数のヘッド本体を覆うカバーヘッドであることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
第１０の態様では、カバーヘッドを用いて静電気除去を確実に行うことができる。
第１０の態様では、カバーヘッドを用いて静電気除去を確実に行うことができる。
本発明の第１１の態様は、第８〜第９のいずれかの態様の液体噴射ヘッドにおいて、接合部材は、複数のヘッド本体を互いに位置決めする固定板であることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
第１１の態様では、固定板を用いて静電気除去を確実に行うことができる。
第１１の態様では、固定板を用いて静電気除去を確実に行うことができる。
上記目的を達成するための本発明の第１２の態様は、第１〜第１１のいずれかの液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする液体噴射装置にある。
第１２の態様では、静電気除去を確実に行える液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置とすることができる。
第１２の態様では、静電気除去を確実に行える液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置とすることができる。
上記目的を達成するための本発明の第１３の態様は、ノズルが複数形成されたノズルプレートをヘッド本体に設け、ヘッド本体を位置決めする接合部材のノズルに対応する領域にプレス加工により開口を形成すると共に開口の縁部のノズルプレート側に余肉部を形成し、接着剤を介してノズルプレートに接合部材を接着するに際し、面押しにより余肉部をノズルプレートに食い込ませたことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
第１３の態様では、静電気除去の信頼性を高めることができる液体噴射ヘッドを製造することができる液体噴射ヘッドの製造方法となる。
第１３の態様では、静電気除去の信頼性を高めることができる液体噴射ヘッドを製造することができる液体噴射ヘッドの製造方法となる。
上記目的を達成するための本発明の第１４の態様は、ノズルが複数形成されたノズルプレートをヘッド本体に設け、ヘッド本体を位置決めする接合部材のノズルに対応する領域にプレス加工により開口を形成し、接合部材をノズルプレートに接着するに際しプレス加工により形成された開口の縁部のばり形成面をノズルプレート側に向け、接着剤を介して面押しによりばりをノズルプレートに食い込ませたことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
第１４の態様では、容易な加工により静電気除去の信頼性を高めることができる液体噴射ヘッドを製造することができる液体噴射ヘッドの製造方法となる。
第１４の態様では、容易な加工により静電気除去の信頼性を高めることができる液体噴射ヘッドを製造することができる液体噴射ヘッドの製造方法となる。
上記目的を達成するための本発明の第１５の態様は、ノズルが複数形成された導電性部材製のノズルプレートをヘッド本体に設け、ヘッド本体を位置決めする導電性部材製の接合部材のノズルに対応する領域にプレス加工により開口を形成すると共に開口の縁部のノズルプレート側に余肉部を形成し、ノズルプレートの液滴吐出面側に絶縁性の撥水膜を形成すると共に、余肉部との対向部位におけるノズルプレートの部位を撥水膜非形成部とし、接着剤を介してノズルプレートに接合部材を接着するに際し、面押しにより余肉部をノズルプレートの撥水膜非形成部に接触させたことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
第１５の態様では、静電気除去の信頼性を高めることができる液体噴射ヘッドを製造することができる液体噴射ヘッドの製造方法となる。
第１５の態様では、静電気除去の信頼性を高めることができる液体噴射ヘッドを製造することができる液体噴射ヘッドの製造方法となる。
上記目的を達成するための本発明の第１６の態様は、ノズルが複数形成された導電性部材製のノズルプレートをヘッド本体に設け、ヘッド本体を位置決めする導電性部材製の接合部材のノズルに対応する領域にプレス加工により開口を形成し、ノズルプレートの液滴吐出面側に絶縁性の撥水膜を形成すると共に、余肉部との対向部位におけるノズルプレートの部位を撥水膜非形成部とし、接合部材をノズルプレートに接着するに際しプレス加工により形成された開口の縁部のばり形成面をノズルプレート側に向け、接着剤を介して面押しによりばりをノズルプレートの撥水膜非形成部に接触させたことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
第１６の態様では、容易な加工により静電気除去の信頼性を高めることができる液体噴射ヘッドを製造することができる液体噴射ヘッドの製造方法となる。
第１６の態様では、容易な加工により静電気除去の信頼性を高めることができる液体噴射ヘッドを製造することができる液体噴射ヘッドの製造方法となる。
本発明の液体噴射ヘッド及び液体噴射装置は、環境変化等に拘わらず接続部材とノズルプレートとの接触が確実に行え、静電気除去の信頼性を高めることができる。
また、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法は、環境変化等に拘わらず接続部材とノズルプレートとの接触が確実に行え、静電気除去の信頼性を高めることができる液体噴射ヘッドを製造することができる。
図１には本発明の一実施形態例に係る液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッドの分解斜視状態、図２には本発明の一実施形態例に係る液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッドの組立斜視状態、図３には本発明の一実施形態例に係る液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッドの要部断面状態、図４にはインクジェット式記録ヘッド本体の分解斜視、図５には記録ヘッド本体の断面、図６には記録ヘッド本体の要部を表す断面、図７には固定板の斜視状態を示してある。また、図８には液体噴射ヘッドであるインクジェット式記録ヘッドの製造方法の要部工程説明を示してある。更に、図９には液体噴射装置としての記録装置の概略状態を示してある。
図１乃至図７に基づいてインクジェット式記録ヘッドの構成を説明する。
図示のインクジェット式記録ヘッド１（液体噴射ヘッド：以下、記録ヘッドという）は、カートリッジケース１００と、インクジェット式記録ヘッド本体２００（以下、記録ヘッド本体という）と、接合部としての固定板３００と、カバーヘッド４００とで構成されている。カートリッジケース１００は、インク供給手段であるインクカートリッジ（図示なし）がそれぞれ装着されるカートリッジ装着部１０１を有する。また、カートリッジケース１００の底面には、一端が各カートリッジ装着部１０１に開口し、他端が記録ヘッド本体２００側に開口する複数のインク連通路１０２が設けられている。さらに、カートリッジ装着部１０１のインク連通路１０２の開口部分には、インクカートリッジに挿入されるインク供給針１０３が固定されている。
図示のインクジェット式記録ヘッド１（液体噴射ヘッド：以下、記録ヘッドという）は、カートリッジケース１００と、インクジェット式記録ヘッド本体２００（以下、記録ヘッド本体という）と、接合部としての固定板３００と、カバーヘッド４００とで構成されている。カートリッジケース１００は、インク供給手段であるインクカートリッジ（図示なし）がそれぞれ装着されるカートリッジ装着部１０１を有する。また、カートリッジケース１００の底面には、一端が各カートリッジ装着部１０１に開口し、他端が記録ヘッド本体２００側に開口する複数のインク連通路１０２が設けられている。さらに、カートリッジ装着部１０１のインク連通路１０２の開口部分には、インクカートリッジに挿入されるインク供給針１０３が固定されている。
カートリッジケース１００の底面側には、所定間隔で位置決めされた複数（図示例では４個）の記録ヘッド本体２００（記録ヘッドユニット）が固定されている。記録ヘッドユニットの４個の記録ヘッド本体２００は各色のインクに対応してそれぞれ設けられ、４個の記録ヘッド本体２００は固定板３００に接着固定されることにより互いに位置決めされている。このように位置決めされた状態で記録ヘッドユニットはカートリッジケース１００の底面側に設けられている。
図４、図５に基づいて記録ヘッド本体２００の構成について説明する。
図に示すように、記録ヘッド本体２００を構成する流路形成基板２０１は、例えば、シリコン単結晶基板からなり、その一方面には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる弾性膜２０２が形成されている。流路形成基板２０１には複数の圧力発生室２０３が形成され、圧力発生室２０３は他方面側から異方性エッチングすることにより形成される。例えば、流路形成基板２０１には圧力発生室２０３が幅方向に並設された列が２列形成されている。また、各列の圧力発生室２０３の長手方向外側にはリザーバ２０４を構成する連通部２０５が形成され、連通部２０５は後述する保護基板に設けられるリザーバ部と連通し、リザーバ２０４は各圧力発生室２０３の共通のインク室となる。また、連通部２０５は、インク供給路２０６を介して各圧力発生室２０３の長手方向一端部とそれぞれ連通されている。
また、流路形成基板２０１の開口面側にはノズル２０７が穿設されたノズルプレート２０８が接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。ノズルプレート２０８は、例えば、金属材料等の導電性を有する材料（例えば、ステンレス鋼：ＳＵＳ）によって形成されている。
一方、流路形成基板２０１の表面に形成された弾性膜２０２上には圧電素子２１２が形成されている。圧電素子２１２は、例えば、白金、イリジウム等の金属材料からなる下電極膜（図示省略）と、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層（図示省略）と、例えば、イリジウム等の金属材料からなる上電極膜（図示省略）とからなっている。
さらに、このような圧電素子２１２が形成された流路形成基板２０１上には、圧電素子２１２に対向する領域にその運動を阻害しない程度の空間を確保可能な圧電素子保持部２１３を有する保護基板２１４が接合されている。また、この保護基板２１４には、上述したように流路形成基板２０１の連通部２０５と連通されて各圧力発生室２０３の共通のインク室となるリザーバ２０４を構成するリザーバ部２１５が形成されている。
また、保護基板２１４上には、各圧電素子２１２を駆動するための駆動ＩＣ２１６が実装されている。この駆動ＩＣ２１６の各端子は、図示しないが、ボンディングワイヤ等を介して各圧電素子２１２の個別電極から引き出されたリード電極と接続されている。そして、駆動ＩＣ２１６の各端子には、図１に示すような、フレキシブルプリントケーブル（ＦＰＣ）等の外部配線２１７が接続され、この外部配線２１７を介して印刷信号等の各種信号が供給されるようになっている。
保護基板２１４上のリザーバ２０４に対応する領域には、コンプライアンス基板２１８が接合されている。このコンプライアンス基板２１８には、リザーバ２０４に対応する領域に、他の領域よりも厚さが薄く可撓部２１９が設けられており、リザーバ２０４内の圧力変化が、この可撓部２１９が変形することで吸収されるようになっている。また、コンプライアンス基板２１８には、リザーバ２０４に連通するインク導入口２２０が形成されている。
コンプライアンス基板２１８上には、このインク導入口２２０に連通すると共にカートリッジケース１００のインク連通路１０２に連通するインク供給通路２２１が設けられたヘッドケース２２２が接合されている。そして、これらインク連通路１０２、インク供給通路２２１及びインク導入口２２０を介してインクがリザーバ２０４内に供給されるようになっている。またこのヘッドケース２２２には、駆動ＩＣ２１６に対向する領域に、厚さ方向に貫通する駆動ＩＣ保持部２２３が設けられており、図示しないが、この駆動ＩＣ保持部２２３内には各駆動ＩＣ２１６を覆うようにポッティング剤が充填される。
記録ヘッド本体２００は、リザーバ２０４からノズル２０７に至るまで内部をインクで満たした後、駆動ＩＣ２１６からの記録信号に従い、圧力発生室２０３に対応するそれぞれの圧電素子２１２に電圧を印加し、弾性膜２０２及び圧電素子２１２をたわみ変形させて各圧力発生室２０３内のインクに圧力を付与することにより、ノズル２０７からインク滴を吐出させる。
４個の記録ヘッド本体２００は、図６に示すように、所定間隔で互いに位置決めされた状態で固定板３００に接着固定されている。固定板３００は大きなリブなどが存在しない平板からなるため、４個の記録ヘッド本体２００の組み付けが行いやすい。固定板３００にはノズル２０７を露出する開口としての露出開口部３０１が各記録ヘッド本体２００に対応して設けられ、固定板３００は各記録ヘッド本体２００を構成するノズルプレート２０８の周縁部に接着剤３５０を介して接合されている。
固定板３００の露出開口部３０１の縁部にはノズルプレート２０８側に突出する突出部３１１が形成され、接着剤３５０を介して固定板３００がノズルプレート２０８に接合された時にノズルプレート２０８に突出部３１１が食い込まれるようになっている。突出部３１１は３μｍ程度に形成され、接着時に露出開口部３０１を面押しすることで突出部３１１をノズルプレート２０８のインク滴を吐出する側の面に食い込ませるようになっている。固定板３００は突出部３１１を介してノズルプレート２０８に接触し、固定板３００は、ノズルプレート２０８と同様に、例えば、金属材料等の導電性を有する材料（例えば、ステンレス鋼：ＳＵＳ）によって形成されている。
３μｍ程度の突出部３１１をノズルプレート２０８に食い込ませることにより、突出部３１１の先端を１μｍ程度食い込ませることができ、抵抗値を１０Ω以下（２Ω以下）にすることができ、静電気の除去を良好に行うことができる。
図７に基づいて固定板３００を詳細に説明する。図７（ａ）には打ち抜き加工後の固定板３００の外観状況、図７（ｂ）には縁部の詳細状況を示してある。
固定板３００の露出開口部３０１はプレス加工により打ち抜かれ、打ち抜き後には余肉部がばりとして形成され、打ち抜きの際に形成された余肉部が突出部３１１とされている。そして、突出部３１１の面（ばりが形成された面）をノズルプレート２０８側に向けて固定板３００を押し付ける。このため、プレス加工により生じる余肉部をそのまま適用して突出部３１１を形成するための特別な工程が不要になり、また、プレス加工によるばりの管理を容易にすることができ、加工コスト及び加工の労力を低減することが可能になる。
尚、露出開口部３０１の形成はプレスによる打ち抜き加工に限らず、他の加工（レーザー切断、機械的な切断等）を用いることも可能である。この場合、別工程で突出部３１１を形成することになるが、突出部３１１を形成するための加工が行えるため、突出部３１１を所望の精度で形成することができる。
図８に基づいて固定板３００の接着状況を詳細に説明する。図８（ａ）には接着前の状況、図８（ｂ）には接着後の状況を示してある。
図８（ａ）に示すように、固定板３００とノズルプレート２０８との間に接着剤３５０を塗布し、各記録ヘッド本体２００を所定の位置に位置合わせする。その後、図８（ｂ）に示すように、加圧してノズルプレート２０８に対して固定板３００を押し付けて接着剤３５０を潰す。この時、固定板３００の露出開口部３０１の端部を面押しし、突出部３１１をノズルプレート２０８に食い込ませる。その後、乾燥工程によって接着剤３５０を硬化させて固定板３００とノズルプレート２０８とを固定する。
このため、突出部３１１によりノズルプレート２０８と固定板３００との間に一定のスペースを確保することができ、接着剤３５０のはみ出しを抑制して絶縁を防止することができる。また、フィルム接着剤やビーズ等のスペーサを混練した接着剤を用いることなく接着剤３５０のはみ出しを抑制することができるので、接着作業の簡素化及び低コスト化を図ることができる。また、接着部とは別にノズルプレート２０８と固定板３００との接触部位を設ける必要がないため、ノズルプレート２０８の面積に合わせて記録ヘッド本体２００を形成することができ、記録ヘッド本体２００の小型化を図ることが可能になる。
また、図７（ａ）に示すように、ノズルプレート２０８に突出部３１１を食い込ませて導通をとるためだけならば、露出開口部３０１の縁部の一部でも突出部３１１が形成されていれば良いが、露出開口部３０１の縁部の全域に亘って突出部３１１を設ければ、突出部３１１が接着剤３５０の流れ出し止めのバンクとなり、接着剤３５０が露出開口部３０内に流れ出しを防止することができる。
上記構成では、ノズルプレート２０８に突出部３１１が食い込まれることで、ノズルプレート２０８と固定板３００とが電気的に接続されるので、固定板３００を接地することにより、紙送りによる摩擦等によってノズルプレート２０８が帯電しても静電気除去を行うことができる。従って、ノズルプレート２０８の帯電に起因して、即ち、ノズルプレート２０８に蓄積された静電気によって、圧電素子２１２等が破壊されてしまうのを確実に防止することができる。
また、突出部３１１がノズルプレート２０８に食い込んでいるので、弾性力が働いた状態で固定板３００がノズルプレート２０８に固定された状態になり、温度変化等の環境変化により接触部に隙間ができることがなく、接触状態を確実に保持することができる。このため、静電気除去に対する信頼性を大幅に向上させることが可能になる。
ノズルプレート２０８には表面（液滴吐出面側）に絶縁性の撥水膜が設けられることがある。撥水膜の厚さは一般に最大で１μｍ程度であり、突出部３１１は撥水膜の厚さを超える３μｍ程度とされているので、突出部３１１をノズルプレート２０８に食い込ませることにより、突出部３１１は撥水膜を突き抜けることになる。このため、絶縁性の撥水膜が設けられたノズルプレート２０８であっても、突出部３１１を確実に食い込ませて固定板３００とノズルプレート２０８とを接触させることができる。従って、撥水膜が形成されていても撥水膜の除去等の処理を行うことなく、静電気除去を確実に行うことができる。
本実施形態例では、固定板３００の突出部３１１を撥水膜が形成されたノズルプレート２０８に食い込ませ、突出部３１１が撥水膜を突き抜けるようにしてノズルプレート２０８と固定板３００を導通させている。本発明の他の態様としては、突出部３１１と対向するノズルプレート２０８の部位を撥水膜から露出させ（撥水膜非形成部）、露出したＳＵＳの部位に固定板３００の突出部３１１を接触させる構成にすることも可能である。これにより、突出部３１１を食い込ませなくてもノズルプレート２０８と固定板３００を当接させることができる。このため、仮に、突出部３１１を構成するばりの高さが足りないことがあっても、ノズルプレート２０８と固定板３００を確実に導通させて静電気除去を行うことができる。
そして、固定板３００に固定された４個の記録ヘッド本体２００の周囲にはカバーヘッド４００が設けられ、カバーヘッド４００により４個の記録ヘッド本体２００がインク等から保護されている。カバーヘッド４００は、固定板３００の露出開口部３０１に対応して開口部４０１を有している。
図１乃至図３に示すように、カバーヘッド４００は端部にフランジ部４０２を有し、フランジ部４０２には貫通孔４０３が設けられている。カートリッジケース１００の記録ヘッド本体２００側の面には突起部１０４が設けられ、突起部１０４にカバーヘッド４００の貫通孔４０３を嵌合し、突起部１０４の先端を加熱してかしめることによりカバーヘッド４００がカートリッジケース１００に固定される。
カバーヘッド４００の材料は、特に限定されず、ノズルプレート２０８等と同様に、例えば、金属材料等の導電性材料を用いてもよい。導電性材料を用いてカバーヘッド４００を形成した場合、固定板３００とカバーヘッド４００とを電気的に接続し、カバーヘッド４００を接地するようにしてもよい。また、このような構成とする場合には、ノズルプレート２０８と固定板３００との接合と同様に、接着剤によってカバーヘッド４００と固定板３００とを接合するのが望ましい。
上述した構成によると、突起部１０４をノズルプレート２０８に食い込ませることでノズルプレート２０８と固定板３００とを電気的に接続しているので、接触が確実に行え、温度変化等の環境変化に対しても接触を維持することができる。このため、静電気除去に対する信頼性を向上させることができる。
また、突出部３１１によりノズルプレート２０８と固定板３００との間に適宜スペースが形成され、接着剤３５０をつぶしきることがなく接着剤３５０のはみ出しや染み出しを抑制することができる。また、特殊な接着剤が不要になるため、接着作業の簡素化とコスト低減を図ることができる。また、接地を行うための接触面が不要であるので、ノズルプレート２０８の面に合わせてヘッドを形成することが可能になり、記録ヘッド本体２００を小型化することができる。
また、ノズルプレート２０８に絶縁性の撥水膜が形成されていても、突出部３１１により固定板３００をノズルプレート２０８に接触させることができるので、撥水膜の材質に拘わらずノズルプレート２０８と固定板３００の導通を確実に行うことができる。更に、突出部３１１をノズルプレート２０８に食い込ませることにより、各記録ヘッド本体２００の位置保持の維持性を向上させることができる。
そして、固定板３００のプレス加工時のばりを突出部３１１として用い、ばりの面をノズルプレート２０８に向けて接着しているので、特別なばり対策を講じる必要がない。また、突出部３１１をノズルプレート２０８に押し付ける際に面押し加工を行っているので、紙送りの際に固定板３００の端部への引っ掛かりを防止することができる。
尚、接合部材として上記の固定板３００を用いずにカバーヘッド４００を適用し、カバーヘッド４００の開口部４０１に突出部（プレス加工により形成されたばり）を設け、開口部４０１の突出部をノズルプレート２０８に食い込ませるようにすることも可能である。この場合、カバーヘッド４００により位置決めを行うと共に、記録ヘッド本体２００をインク等から保護する。この場合、ノズルプレート２０８の各ノズル２０７と記録媒体との距離を短くすることができるので、インク滴の飛行距離が縮まり確実にインク滴を記録媒体に飛行させることができ、印刷品質を向上させることができる。この場合であっても、開口部４０１の縁部の全域に亘って突出部３１１を設ければ、突出部３１１がカバーヘッド４００とノズルプレート２０８を接着する接着剤の流れ出し止めのバンクとなり、接着剤が開口部４０１内に流れ出しを防止することができる。
尚、導電性材料からなるカバーヘッド４００の開口部４０１の突出部を撥水膜が形成されたノズルプレート２０８に食い込ませ、突出部が撥水膜を突き抜けるようにしてノズルプレート２０８と固定板３００を導通させているが、前述した固定板３００の場合と同様に、開口部４０１の突出部と対向するノズルプレート２０８の部位を撥水膜から露出させ（撥水膜非形成部）、露出したＳＵＳの部位に開口部４０１の突出部を接触させる構成とすることも可能である。これにより、開口部４０１の突出部を食い込ませなくてもノズルプレート２０８とカバーヘッド４００を当接させることができる。このため、仮に、開口部４０１の突出部を構成するばりの高さが足りないことがあっても、ノズルプレート２０８とカバーヘッド４００を確実に導通させて静電気除去を行うことができる。
上述した記録ヘッド１は、液体噴射装置としてのインクジェット式記録装置に搭載される。図９に基づいてインクジェット式記録装置の概略を説明する。
図に示すように、記録ヘッド本体を有する記録ヘッド１Ａ及び１Ｂには、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、記録ヘッド１Ａ及び１Ｂはキャリッジ３に搭載される。装置本体４にはキャリッジ軸５が取り付けられ、記録ヘッド１Ａ，１Ｂが搭載されたキャリッジ３はキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。駆動モータ６の駆動力が複数の歯車（図示省略）およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達され、記録ヘッド１が搭載されたキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられ、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８上を搬送される。
上述した実施形態では、液体噴射ヘッドとしてインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドを例に挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般に適用することができる。例えば、液体噴射ヘッドとして、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を適用することができる。
１ 記録ヘッド、 １００ カートリッジケース、 ２００ 記録ヘッド本体、 ３０
０ 固定板、 ３０１ 露出開口部、 ３５０ 接着剤、 ４００ カバーヘッド、 ３
１１ 突出部、 ４０１ 開口部
０ 固定板、 ３０１ 露出開口部、 ３５０ 接着剤、 ４００ カバーヘッド、 ３
１１ 突出部、 ４０１ 開口部
Claims (16)
- ノズルが複数形成されたノズルプレートを備えた複数のヘッド本体と、接着剤を介してノズルプレートに接着されて複数のヘッド本体を接着固定する接合部材と、ノズルに対応する領域における接合部材に形成される開口と、開口の縁部のノズルプレート側に形成されノズルプレート側に突出する突出部とを備え、接着剤を介して接合部材がノズルプレートに接合された時にノズルプレートに突出部が食い込まれることを特徴とする液体噴射ヘッド。
- 請求項１の液体噴射ヘッドにおいて、突出部は開口を形成する際の余肉部で形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
- 請求項１または請求項２の液体噴射ヘッドにおいて、開口の縁部を面押しすることで突出部をノズルプレートに食い込ませることを特徴とする液体噴射ヘッド。
- 請求項１〜３のいずれかの液体噴射ヘッドにおいて、ノズルプレート及び接合部材は導電性部材で形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
- 請求項４の液体噴射ヘッドにおいて、ノズルプレートの液滴吐出面側には絶縁性の撥水膜が形成され、突出部のノズルプレートへの食い込み量は撥水膜の厚さを超えるものであることを特徴とする液体噴射ヘッド。
- 請求項１〜５のいずれかの液体噴射ヘッドにおいて、接合部材は、複数のヘッド本体を覆うカバーヘッドであることを特徴とする液体噴射ヘッド。
- 請求項１〜５のいずれかの液体噴射ヘッドにおいて、接合部材は、複数のヘッド本体を互いに位置決めする固定板であることを特徴とする液体噴射ヘッド。
- ノズルが複数形成されたノズルプレートを備えた複数のヘッド本体と、接着剤を介してノズルプレートに接着されて複数のヘッド本体を接着固定する接合部材と、ノズルに対応する領域における接合部材に形成される開口と、開口の縁部のノズルプレート側に形成されノズルプレート側に突出する突出部とを備え、ノズルプレート及び接合部材は導電性部材で形成されると共に、ノズルプレートの液滴吐出面側には絶縁性の撥水膜が形成され、突出部との対向部位におけるノズルプレートの部位は撥水膜非形成部とされ、接着剤を介して接合部材がノズルプレートに接合された時に突出部がノズルプレートの撥水膜非形成部に当接することを特徴とする液体噴射ヘッド。
- 請求項８の液体噴射ヘッドにおいて、突出部は開口を形成する際の余肉部で形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
- 請求項８または請求項９の液体噴射ヘッドにおいて、接合部材は、複数のヘッド本体を覆うカバーヘッドであることを特徴とする液体噴射ヘッド。
- 請求項８〜９のいずれかの液体噴射ヘッドにおいて、接合部材は、複数のヘッド本体を互いに位置決めする固定板であることを特徴とする液体噴射ヘッド。
- 請求項１〜１１のいずれかの液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする液体噴射装置。
- ノズルが複数形成されたノズルプレートをヘッド本体に設け、ヘッド本体を位置決めする接合部材のノズルに対応する領域にプレス加工により開口を形成すると共に開口の縁部のノズルプレート側に余肉部を形成し、接着剤を介してノズルプレートに接合部材を接着するに際し、面押しにより余肉部をノズルプレートに食い込ませたことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
- ノズルが複数形成されたノズルプレートをヘッド本体に設け、ヘッド本体を位置決めする接合部材のノズルに対応する領域にプレス加工により開口を形成し、接合部材をノズルプレートに接着するに際しプレス加工により形成された開口の縁部のばり形成面をノズルプレート側に向け、接着剤を介して面押しによりばりをノズルプレートに食い込ませたことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
- ノズルが複数形成された導電性部材製のノズルプレートをヘッド本体に設け、ヘッド本体を位置決めする導電性部材製の接合部材のノズルに対応する領域にプレス加工により開口を形成すると共に開口の縁部のノズルプレート側に余肉部を形成し、ノズルプレートの液滴吐出面側に絶縁性の撥水膜を形成すると共に、余肉部との対向部位におけるノズルプレートの部位を撥水膜非形成部とし、接着剤を介してノズルプレートに接合部材を接着するに際し、面押しにより余肉部をノズルプレートの撥水膜非形成部に接触させたことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
- ノズルが複数形成された導電性部材製のノズルプレートをヘッド本体に設け、ヘッド本体を位置決めする導電性部材製の接合部材のノズルに対応する領域にプレス加工により開口を形成し、ノズルプレートの液滴吐出面側に絶縁性の撥水膜を形成すると共に、余肉部との対向部位におけるノズルプレートの部位を撥水膜非形成部とし、接合部材をノズルプレートに接着するに際しプレス加工により形成された開口の縁部のばり形成面をノズルプレート側に向け、接着剤を介して面押しによりばりをノズルプレートの撥水膜非形成部に接触させたことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
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